어린 시절 스트레스, 뇌에 흔적 남긴다…성인 된 뒤 더 민감 반응

美 프린스턴대·워싱턴대 연구진, 생쥐 실험서 원인 규명..."사람 적용은 추가 연구 필요"

어린 시절 받은 스트레스가 사라진 뒤에도 그 흔적이 뇌세포에 남아, 성인이 된 후 스트레스에 더 민감하게 반응할 수 있다는 연구 결과가 나왔다.

19일 프린스턴대학교에 따르면 프린스턴대와 미국 세인트루이스 워싱턴대 의과대학 공동 연구진은 어린 시절 스트레스가 뇌에 장기적인 변화를 남기는 과정을 생쥐 실험을 통해 확인했다. 연구 결과는 지난 7일 국제학술지 ‘뉴런’에 게재됐다.

연구진은 이를 뇌세포에 남은 일종의 ‘분자 기억(molecular memory)’이라고 설명했다. 우리가 과거 일을 떠올리는 기억과는 다르다. 스트레스를 받은 경험이 끝난 뒤에도 뇌세포의 작동 방식에 흔적이 남아 있다가, 나중에 다시 스트레스를 받았을 때 더 민감하게 반응하도록 만드는 현상을 뜻한다.

(사진=클립아트코리아)

연구진은 특히 뇌의 ‘복측피개영역(VTA)’에 주목했다. VTA는 도파민을 만들어내는 신경세포가 많이 모여 있는 곳으로, 보상과 동기 부여뿐 아니라 스트레스에 반응하는 과정에도 관여한다.

생쥐를 대상으로 실험한 결과, 어린 시절 스트레스를 받은 경우 VTA에서 ‘H3K4me1’이라는 물질의 표지가 증가했다. H3K4me1은 DNA 자체를 변화시키는 것이 아니라 특정 유전자가 얼마나 쉽게 작동할 수 있는지에 영향을 미치는 후성유전학적 표지다.

쉽게 말해 어린 시절 스트레스로 인해 뇌세포가 이후 스트레스에 더 쉽게 반응할 수 있는 상태로 바뀐 것이다. 스트레스가 사라진 뒤에도 이러한 변화가 성체가 될 때까지 이어졌다.

이 과정에는 ‘SETD7’이라는 효소가 중요한 역할을 했다. 연구진이 어린 시절 스트레스를 받지 않은 생쥐의 뇌에서 SETD7을 인위적으로 늘리자, 이들 역시 성체가 된 뒤 스트레스를 받았을 때 더 민감하게 반응했다. 불안과 사회적 위축과 유사한 행동도 더 많이 나타났다.

반대 실험에서도 비슷한 결과가 나왔다. 어린 시절 스트레스를 받은 생쥐에서 SETD7의 작용을 억제해 H3K4me1이 쌓이는 것을 막자, 성체가 된 뒤 나타나는 스트레스 관련 행동이 줄었다.

신경세포의 반응에서도 차이가 확인됐다. SETD7이 증가했다고 해서 평상시 도파민 신경세포가 계속 과도하게 활성화되는 것은 아니었다. 대신 성체가 된 후 새로운 스트레스를 받았을 때 신경세포가 더 쉽게 흥분했다.

즉 어린 시절 스트레스가 뇌를 항상 불안한 상태로 만드는 것이 아니라, 훗날 또 다른 스트레스를 만났을 때 더 강하게 반응하도록 미리 준비된 상태를 만들 수 있다는 설명이다.

이번 연구는 어린 시절 겪은 부정적인 경험이 성인이 된 이후의 스트레스 민감성과 연결되는 과정을 분자 수준에서 보여줬다는 데 의미가 있다.

다만 이번 연구의 핵심 실험은 생쥐를 대상으로 진행됐기 때문에 결과를 사람에게 그대로 적용할 수는 없다. 사람에게서도 SETD7과 H3K4me1이 같은 방식으로 작용하는지, 이를 조절하는 것이 우울증이나 불안장애 등의 예방·치료로 이어질 수 있는지는 추가 연구가 필요하다.

연구진은 이러한 뇌의 변화가 반드시 부정적인 결과만 가져오는 것은 아닐 가능성도 제시했다. 스트레스에 더 민감해지는 것처럼 긍정적인 경험이나 환경에도 더 민감하게 반응할 가능성이 있기 때문이다.

연구를 이끈 캐서린 페냐 프린스턴대 교수는 “뇌에서 일어나는 이러한 변화가 반드시 나쁜 것만은 아니다”며 “긍정적인 경험에 대한 민감성도 높인다면 이를 생물학적으로 활용할 가능성이 있다”고 설명했다.